火电石灰石脱硫流程和工艺

火电石灰石脱硫流程和工艺

火电石灰石脱硫主要采用 石灰石-石膏湿法脱硫，是目前应用最广、技术最成熟的方法。其核心流程如下：

1. 石灰石破碎与磨粉将石灰石破碎并研磨成细粉，以便与烟气中的二氧化硫（SO₂）充分反应。

2. 制浆将石灰石粉与水混合制成浆液，作为脱硫吸收剂。

3. 吸收塔反应将石灰石浆液喷淋到吸收塔内，与烟气中的SO₂发生化学反应，生成亚硫酸钙（CaSO₃）。

4. 氧化处理通过鼓入空气，将亚硫酸钙氧化为硫酸钙（CaSO₄），最终生成石膏（CaSO₄·2H₂O）。

5. 石膏脱水将石膏浆液通过脱水装置分离，形成含水量较低的石膏副产品。

6. 烟气净化与排放脱硫后的烟气经除雾器去除液滴，再经换热器加热后排放。这一流程脱硫效率高，可达95%以上，同时还能去除烟气中的部分粉尘

火电石膏脱水是湿法烟气脱硫工艺中的重要环节，主要目的是将石膏浆液中的水分脱除，形成含水率低于10%的石膏产品，便于后续综合利用。但是很多时候由于工艺运行及脱水设备问题造成石膏脱水困难，影响系统正常运行及石膏再利用。以下主要从石膏浆液的工艺运行中分析石膏脱水困难的原因及有效控制方法。

石膏浆液质量控制

    火电湿法脱硫采用的石灰石一石膏湿法工艺中，石灰石浆液于二氧化硫反应和再经强制氧化及脱水后所得的副产品称为烟气脱硫石膏。控制火电厂脱硫石膏含水率先从石膏浆液入手，控制石膏浆液达到国家标准要求的石膏品质，应从以下几方面来展开。

1. 石膏结晶     

烟气中的SO2与溶解的石灰石中的Ca2+反应后生成半水亚硫酸钙，再用空气中的氧气强制氧化为硫酸钙，随着反应的不断进行，浆液中的CaSO4浓度也逐渐升高，溶液中的石膏小分子聚集形成石膏晶种。而后晶种不断地长大形成石膏晶体，也就是二水硫酸钙。而影响石膏结晶的主要因素有以下几项：

(1) 石膏结晶温度

研究表明，温度小于40℃时，随着温度的降低，二水亚硫酸钙的溶解度逐渐下降。当温度大于66℃时，二水石膏将脱水成为无水石膏CaSO4，这就是在热的组件上有石膏沉淀物的原因。为了使CaSO4以石膏CaSO4·2H2O的形式从溶液中析出，工艺控制上要求将石膏的结晶温度控制在40--60℃之间。这样，既可以保证生成合格的石膏颗粒，也避免了系统的结垢。

(2) 石膏结晶时间     

石膏结晶时间过短，则生成的石膏颗粒过小，不易脱水，如果结晶时间过长，则生成针状或者层状的晶体，如果进一步向片状、簇状或花瓣形发展，其黏性大难以脱水，一般结晶时间控制再16小时左右。石膏结晶时间延长方式：1)提高吸收塔内的液位，让浆液达到脱水密度的时间变长，延长石膏的结晶时间。2)提高吸收塔内浆液的密度，实际上也是在变相地延长石膏的结晶时间。3)对吸收塔内的石膏浆液进行彻底抛弃，将吸收塔密度降到1020kg/m3。

(3) 石膏浆液中氯离子的浓度控制

石膏浆液中氯离子的浓度过高，影响石膏晶体的形成及吸收塔内二氧化硫的吸收。一般氯离子浓度控制在2000mg/L以下。

(4) 氧化空气量控制

浆液中的亚硫酸盐通过空气被充分地氧化为硫酸盐，生成石膏析出。若氧化空气量不足，浆液中存在大量的亚硫酸盐，颗粒小，黏性大，难以脱水。

(5) 控制石膏的相对过饱和度

保持溶液适当的过饱和度，结晶过程只形成极少的新晶体，新形成的石膏只在现有晶体上长大，才能保证生成大颗粒石膏晶体。

在σ（过饱和度）>0(0.1左右)的情况下，现有的晶体继续长大，同时生成新的晶种。

当σ达到一定值时，晶种生成速率会突然迅速加快，产生许多新颗粒(均匀晶种)，使得单个结晶颗粒比较小，此时就可能生成细颗粒的石膏;

另外，在相对过饱和度较高的情况下，晶体的增大主要集中在尖端，使其结晶趋向于生成针状或层状结构。采用石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺时，浆液中石膏的相对过饱和度一般维持在0.20~0.30(即饱和度为1.20~1.30)

(6) 浆液的PH值控制

通过pH值的变化来改变亚硫酸盐的氧化速率有可能直接影响石膏的相对过饱和度，为了保持高的脱硫率要进行空气强制氧化，以便获得高质量的石膏，但它的前提是必须保持稳定的化学条件，尤其是浆液的pH值应尽可能恒定，一般在6.5左右。这样对保持石膏的相对过饱和度是有利的，也就有利于优质石膏的生成。(7)搅拌装置

在搅拌的作用下，一方面，会使结晶体尖角部位的晶束从晶体中分离出来，发生二次结晶而形成小颗粒。